Rangkaian converter ac ke dc

Di era modern ini, hampir setiap elektronik rumah tangga bekerja dengan Arus Searah (DC) tetapi kita mendapatkan Arus Bolak-balik (AC) dari pembangkit listrik melalui jalur transmisi karena AC dapat disalurkan lebih efisien daripada DC dengan biaya yang lebih rendah. Jadi setiap alat yang bekerja pada DC memiliki rangkaian konverter AC ke DC. Kami sebelumnya membangun charger ponsel 5v yang juga memiliki rangkaian konverter AC-DC di dalamnya.

Terutama ada dua jenis konverter yang banyak digunakan untuk tujuan percakapan AC-DC.

Salah satunya adalah konverter linier berbasis Transformer tradisional yang menggunakan jembatan dioda sederhana, kapasitor, pengatur tegangan. Simple Diode Bridge dapat dibangun dengan perangkat semikonduktor tunggal seperti DB107 atau dengan 4 dioda independen seperti 1N4007. The jenis lain dari converter adalah SMP atau Modus power supply yang menggunakan frekuensi tinggi transformator kecil dan switching regulator untuk memberikan DC output.

Dalam proyek ini, kita akan membahas desain berbasis Transformator tradisional yang menggunakan dioda dan kapasitor sederhana untuk mengubah arus bolak-balik menjadi Arus Searah dan pengatur tegangan opsional untuk mengatur tegangan DC keluaran. Proyek ini akan menjadi konverter AC-DC menggunakan Transformer dengan tegangan input 230V dan output 12V 1A.

Komponen Diperlukan

1. Transformer dengan Peringkat 1A 13V

2.4 pcs 1N4007 Dioda

3. Sebuah kapasitor elektrolit 1000uF dengan rating 25V.

4. Beberapa kabel untai tunggal

5. papan roti

6. LDO atau Regulator Tegangan Linear sesuai spesifikasi (Disini LM2940 digunakan).

7. Multimeter untuk mengukur tegangan listrik.

Diagram Sirkuit dan Penjelasannya

Skema rangkaian konverter AC-DC ini sederhana. The transformator digunakan untuk mundur pada 230V AC ke 13V AC.

Empat dioda penyearah tujuan umum 1N4007 digunakan di sini untuk menentukan kembali masukan AC. 1N4007 memiliki tegangan balik berulang puncak 1000V dengan arus maju rata-rata diperbaiki 1A. Keempat dioda ini digunakan untuk mengubah output 13V AC melintasi transformator. Dioda digunakan untuk membuat konverter jembatan yang merupakan bagian penting dari rangkaian konversi AC ke DC. Untuk mempelajari lebih lanjut tentang rangkaian penyearah jembatan, ikuti tautannya.

Kapasitor filter, C1 ditambahkan setelah konverter jembatan untuk memuluskan tegangan output.

The LDO, IC1 juga terhubung untuk mengatur tegangan output.

Cara Kerja Rangkaian Konverter AC ke DC

Sebuah transformator step-down digunakan untuk mengkonversi AC tegangan tinggi ke AC tegangan rendah. Trafo tersebut dipasang pada PCB dan merupakan trafo 13 volt 1 ampere. Namun, selama pembebanan, tegangan transformator turun sekitar 12,5-12,7 volt.

Bagian penting dari rangkaian adalah jembatan dioda yang terdiri dari empat dioda. Dioda adalah perangkat semikonduktor elektronik yang mengubah arus bolak-balik menjadi arus searah.

Aliran arus di dalam jembatan dioda dapat dilihat pada gambar di bawah ini.

Di sini dua dioda D2 dan D4 memblokir puncak negatif dari arus bolak-balik dan membuat arus mengalir ke satu arah. Ini adalah penyearah jembatan penuh yang berarti jembatan dioda memperbaiki puncak positif dan negatif dari sinyal AC.

Kapasitor besar C1 akan diisi selama konversi dan memuluskan tegangan keluaran. Tetapi pada hasil akhirnya, ini bukan output tegangan yang diatur. Di sini pengaturan tegangan dilakukan oleh LDO, LM2940, yang merupakan IC1 dalam skema.

LDO, LM2940 adalah perangkat 3 pin ke dalam paket TO220. LDO adalah singkatan dari tegangan putus sekolah rendah. Diagram pin dapat ditunjukkan pada gambar di bawah ini.

Beberapa regulator tegangan memiliki batasan tegangan input yang diperlukan untuk menyediakan regulasi tegangan yang terjamin di seluruh output regulator. Dalam beberapa regulator linier, dilambangkan bahwa membutuhkan minimal 2 volt perbedaan antara tegangan input dan tegangan output, itu berarti untuk output 12 volt yang diatur, regulator memerlukan setidaknya 14 volt tegangan input untuk menjamin tegangan output 12 volt yang diatur. Secara umum, regulator Tegangan Putus Rendah (LDO) membutuhkan perbedaan tegangan yang sangat minimum antara input dan output. Untuk lembar data LM2940, diperlukan perbedaan minimum 0,5 volt di antara input dan output. Kami menggunakan regulator LDO seri tegangan tetap dari Texas Instruments. LM2940, yang memiliki nilai keluaran 12 volt.

Outputnya dapat dilihat dengan sempurna pada gambar di bawah ini.

Periksa pekerjaan lengkap di video yang diberikan di bagian akhir.

Konverter AC ke DC berbasis transformator sangat umum di mana konversi AC ke DC tegangan tinggi diperlukan. Ini paling umum dalam sistem penguat, berbagai adaptor daya, stasiun solder, peralatan pengujian, dll.

Batasan Rangkaian Konverter AC-DC Berbasis Transformator

Konversi AC ke DC berbasis transformator adalah pilihan umum di mana DC diperlukan tetapi memiliki kekurangan tertentu.

1. Setiap situasi di mana tegangan AC input memiliki kemungkinan untuk berfluktuasi atau jika tegangan AC turun secara signifikan, tegangan AC output yang melintasi transformator juga turun. Jadi konverter 230V AC ke 12V DC tidak dapat diberi daya dalam saluran 110V AC. Untuk mengatasi masalah ini, pengaturan tambahan disediakan untuk level tegangan input yang berbeda.

2. Meskipun tidak memiliki rentang tegangan input universal, ini adalah pilihan yang mahal, karena trafo itu sendiri harganya lebih dari 60% dari total biaya produksi rangkaian konverter.

3. Batasan lain adalah efisiensi konversi yang rendah. Trafo menjadi panas dan membuang energi yang tidak perlu.

4. Transformer adalah barang berat yang tidak perlu menambah berat produk.

5.Karena transformator, ruang yang lebih besar diperlukan di dalam produk agar sesuai dengan rangkaian konverter atau setidaknya transformator.

Untuk mengatasi keterbatasan ini, SMPS atau catu daya mode sakelar adalah pilihan yang lebih disukai.